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Plano de aula > Ciências > 7º ano > Matéria e Energia

Plano de aula - Compósitos e a Bioengenharia

Plano de aula de Ciências com atividades para 7o ano do EF sobre Compósitos e a Bioengenharia

Plano 10 de 10 • Clique aqui e veja todas as aulas desta sequência

Plano de aula alinhado à BNCC • POR: Juliana Bressani Figueiredo Mascarenhas

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Sobre este plano select-down

Slide Plano Aula

Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: Este plano de aula faz parte de uma sequência de planos que trata sobre novas tecnologias, sejam máquinas, equipamentos ou novos materiais. Em especial, este plano tratará da aplicação técnica da classe de materiais compósitos para o desenvolvimento de próteses de alto desempenho. Para sua execução, uma pesquisa anterior se faz necessária. Entregue o roteiro de pesquisa aos alunos um semana antes da aula. O roteiro está disponível no material complementar para que você possa imprimi-lo.

CALLISTER, 2008, em seu livro “Ciência e Engenharia de Materiais - Uma introdução”, define que a classe de materiais compósitos é aquela em que ocorre a união de dois ou mais materiais para se obter uma combinação de propriedades únicas, que não são exibidas por nenhum material de forma isolada. (p. 7 e 8).

Todo compósito é formado por uma matriz (parte contínua e homogênea) e pelo reforço (parte dispersa pela matriz, responsável por suportar o carregamento). É interessante que o plano CIE7_06ME09 tenha sido trabalhado em sala anteriormente, pois tal plano discute a definição de materiais compósitos, combinação de propriedades e traz alguns exemplos de compósitos que fazem parte da vida cotidiana, como concreto armado e osso.


Caso ache necessário se aprofundar mais no tema e se familiarizar com termos como matriz, reforço e carregamento, veja:

ARAUJO,E., “ O que é um material compósito?”, ESSS, disponível em <https://www.esss.co/blog/o-que-e-material-composito/>, acesso 20/07/2018.

Fernandes, R.F., (2014) Compósito, Rev. Ciência Elem., V2(4):285, disponível em <http://doi.org/10.24927/rce2014.285> acesso 26/07/2018

Já sobre próteses:

MORSE,M., “Veja como funciona a prótese feita de fibra de carbono”, G1, disponível em <http://g1.globo.com/Noticias/Tecnologia/0,,MUL688303-6174,00-VEJA+COMO+FUNCIONA+A+PROTESE+FEITA+DE+FIBRA+DE+CARBONO.html> acesso 05/08/2018

BREDA, G., “Precisão de designer: entendam como funcionam e como são fabricadas as próteses de corrida para atletas sem pernas”, iQ intel, disponível em <https://iq.intel.com.br/precisao-de-design-entenda-como-funcionam-e-como-sao-fabricadas-as-proteses-de-corrida-para-atletas-sem-pernas/> acesso 06/08/2018

“Paratletismo” - infografico,Braskem, disponível em <https://www.braskem.com.br/paratletismo-infografico> acesso 06/08/18

Materiais necessários para a aula: folhas sulfite ou almaço. Roteiro impresso para pesquisa (que deve ser entregue uma semana antes), disponível no material complementar.

Título da aula select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: inicie a aula mostrando o slide à turma. Diga que os alunos irão projetar um equipamento que pertence à uma classe especial de materiais denominada compósitos. Relembre que os materiais são divididos em três grandes grupos: i. Metais, ii. Cerâmicas e iii. Polímeros (plásticos e borrachas).

Caso algum estudante questione o que são “compósitos”, responda dizendo que essa classe de materiais é formada pela união de dois ou mais materiais distintos para se obter um novo material, com uma nova propriedade específica, diferente das dos materiais que deram origem ao compósito. Se eles tiverem realizado o plano anterior, relembre-os sobre a atividade que fizeram.

Contexto select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos.

Orientações: Peça para a turma se organizar em grupos. Em seguida, mostre o slide ou imprima a figura, e pergunte:

“Vocês sabem ou já ouviram falar em paralimpíada?”

“Como vocês acham que são escolhidos os materiais usados nas próteses?”

As respostas para a primeira pergunta podem ser muito variadas, como: “ Eu não sei o que são paralimpíadas” ou “ É uma olimpíada para pessoas com deficiência”. Caso ocorra alguma resposta mal elaborada, contendo adjetivos preconceituosos, corrija o termo com cautela.

Já para a segunda questão, a resposta pode ser: “É igual aos materiais das próteses comuns” ou “São materiais específicos para esses atletas conseguirem correr”.

Anote todas as respostas no quadro e não se preocupe em corrigi-los nesse momento.

Recomenda-se a leitura dos seguintes textos, que inspiraram este plano de aula:

TRINDADE B. “Evolução nas próteses leva à melhora nas performances”, O Tempo, disponível em < https://www.otempo.com.br/hotsites/rio-2016/evolu%C3%A7%C3%A3o-nas-pr%C3%B3teses-leva-%C3%A0-melhora-nas-performances-1.1290035> acesso 06/08/2018.

Reportagem sobre o atleta paraense paralímpico Alan Fonteles: “As conquistas de Alan Fonteles”, Época, disponível em <https://epoca.globo.com/Especial-Publicitario/Braskem/noticia/2016/08/conquistas-de-alan-fonteles.html> acesso 06/08/2018.

Questão disparadora select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: Leia a questão disparadora e diga aos alunos: “Hoje vocês serão engenheiros projetista de uma grande equipe de atletas paralímpicos e deverão realizar a escolha dos materiais adequados para uma prótese”. Anote as respostas no quadro, para que, ao final da aula, a turma possa checar se a resposta continua a mesma ou se, após os testes, os estudantes chegaram a uma nova conclusão.

Caso o plano CIE7_06ME09 não tenha sido trabalhado e os conceitos sobre compósitos também não tenham sido tratados em aula anterior, utilize o roteiro de atividades disponível no material complementar.

Mão na massa select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 30 minutos.

Orientações: Antes de mostrar o slide, entregue para cada grupo duas ou três folhas sulfites. Pergunte à classe as diferenças que foram encontradas durante a pesquisa realizada em casa, além do formato de cada prótese.

Mostre então o slide e observe como cada grupo desenvolve a dinâmica, auxilie no que for necessário, mas não dê as soluções. Guie cada grupo para que encontre as suas próprias soluções.

Os seguintes textos e notícias podem ser impressos e entregues aos alunos para auxiliarem nas respostas da atividade de casa, como também estão referenciados no Roteiro de Pesquisa, caso não seja possível imprimi-los:

BREDA, G., “Precisão de designer: entendam como funcionam e como são fabricadas as próteses de corrida para atletas sem pernas”, iQ intel, disponível em <https://iq.intel.com.br/precisao-de-design-entenda-como-funcionam-e-como-sao-fabricadas-as-proteses-de-corrida-para-atletas-sem-pernas/>, acesso 06/08/2018.

GUIMARÃES,A. “Novo Corpo”, Revista Galileu, disponível em < http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,ERT110529-17773,00.html>, acesso 22/08/2018.

POGASH, C., “Prótese para amputados ajuda Pistorius e outros”, Estadão- Esportes , disponível em <https://esportes.estadao.com.br/noticias/geral,protese-para-amputados-ajuda-pistorius-e-outros,200152>, acesso 22/08/2018.

Materiais necessários para a aula: folhas sulfite ou almaço. Roteiro impresso para pesquisa (que deve ser entregue uma semana antes), disponível no material complementar. OBS: caso o plano CI7_06ME09 e o conceito de compósitos não tenham sido trabalhados, utilize este roteiro no lugar do sugerido anteriormente disponível no material complementar.

Sistematização select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 10 minutos.

Orientações: Antes de mostrar o slide, retome a questão disparadora “ Qual a importância dos compósitos em próteses de velocistas?”. Peça para a classe pensar no que foi realizado na aula e responder a questão. Anote todas a respostas no quadro. As respostas dadas podem ser desde: “imitam parte do corpo humano”, “sem as próteses de compósitos os velocistas não conseguiriam correr” ou “ os compósitos proporcionam leveza, rigidez, melhor absorção de impacto e transferência de energia”.

O importante desta aula é eles perceberem que é possível planejar um novo material com as propriedades desejadas a partir de combinações. Esse é um dos trabalhos dos engenheiros de materiais: pesquisar e desenvolver novos materiais ou também combinar materiais já conhecidos, para se obter as propriedades desejadas (como feito na experiência proposta no plano CIE7_06ME09).

Mostre o slide e peça que apresentem seu projeto de prótese, respondendo à questão disparadora, peça para enfatizarem quais propriedades que escolheram de cada material para melhorar o desempenho da prótese.

Se achar interessante, proponha o desenvolvimento de um protótipo baseado no projeto desenvolvido em sala.

O desenvolvimento do protótipo da prótese pode ser efetuado em uma segunda aula, para um stand da feira de ciências. Casa a escola não promova uma feira de ciências, pode ser proposto que essa ocorra, ou uma exposição dos projetos e protótipos. O desenvolvimento dos protótipos deve ser realizado em uma segunda aula, podendo ter auxílio de um professor de artes.

Resumo da aula

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Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: Este plano de aula faz parte de uma sequência de planos que trata sobre novas tecnologias, sejam máquinas, equipamentos ou novos materiais. Em especial, este plano tratará da aplicação técnica da classe de materiais compósitos para o desenvolvimento de próteses de alto desempenho. Para sua execução, uma pesquisa anterior se faz necessária. Entregue o roteiro de pesquisa aos alunos um semana antes da aula. O roteiro está disponível no material complementar para que você possa imprimi-lo.

CALLISTER, 2008, em seu livro “Ciência e Engenharia de Materiais - Uma introdução”, define que a classe de materiais compósitos é aquela em que ocorre a união de dois ou mais materiais para se obter uma combinação de propriedades únicas, que não são exibidas por nenhum material de forma isolada. (p. 7 e 8).

Todo compósito é formado por uma matriz (parte contínua e homogênea) e pelo reforço (parte dispersa pela matriz, responsável por suportar o carregamento). É interessante que o plano CIE7_06ME09 tenha sido trabalhado em sala anteriormente, pois tal plano discute a definição de materiais compósitos, combinação de propriedades e traz alguns exemplos de compósitos que fazem parte da vida cotidiana, como concreto armado e osso.


Caso ache necessário se aprofundar mais no tema e se familiarizar com termos como matriz, reforço e carregamento, veja:

ARAUJO,E., “ O que é um material compósito?”, ESSS, disponível em <https://www.esss.co/blog/o-que-e-material-composito/>, acesso 20/07/2018.

Fernandes, R.F., (2014) Compósito, Rev. Ciência Elem., V2(4):285, disponível em <http://doi.org/10.24927/rce2014.285> acesso 26/07/2018

Já sobre próteses:

MORSE,M., “Veja como funciona a prótese feita de fibra de carbono”, G1, disponível em <http://g1.globo.com/Noticias/Tecnologia/0,,MUL688303-6174,00-VEJA+COMO+FUNCIONA+A+PROTESE+FEITA+DE+FIBRA+DE+CARBONO.html> acesso 05/08/2018

BREDA, G., “Precisão de designer: entendam como funcionam e como são fabricadas as próteses de corrida para atletas sem pernas”, iQ intel, disponível em <https://iq.intel.com.br/precisao-de-design-entenda-como-funcionam-e-como-sao-fabricadas-as-proteses-de-corrida-para-atletas-sem-pernas/> acesso 06/08/2018

“Paratletismo” - infografico,Braskem, disponível em <https://www.braskem.com.br/paratletismo-infografico> acesso 06/08/18

Materiais necessários para a aula: folhas sulfite ou almaço. Roteiro impresso para pesquisa (que deve ser entregue uma semana antes), disponível no material complementar.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: inicie a aula mostrando o slide à turma. Diga que os alunos irão projetar um equipamento que pertence à uma classe especial de materiais denominada compósitos. Relembre que os materiais são divididos em três grandes grupos: i. Metais, ii. Cerâmicas e iii. Polímeros (plásticos e borrachas).

Caso algum estudante questione o que são “compósitos”, responda dizendo que essa classe de materiais é formada pela união de dois ou mais materiais distintos para se obter um novo material, com uma nova propriedade específica, diferente das dos materiais que deram origem ao compósito. Se eles tiverem realizado o plano anterior, relembre-os sobre a atividade que fizeram.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos.

Orientações: Peça para a turma se organizar em grupos. Em seguida, mostre o slide ou imprima a figura, e pergunte:

“Vocês sabem ou já ouviram falar em paralimpíada?”

“Como vocês acham que são escolhidos os materiais usados nas próteses?”

As respostas para a primeira pergunta podem ser muito variadas, como: “ Eu não sei o que são paralimpíadas” ou “ É uma olimpíada para pessoas com deficiência”. Caso ocorra alguma resposta mal elaborada, contendo adjetivos preconceituosos, corrija o termo com cautela.

Já para a segunda questão, a resposta pode ser: “É igual aos materiais das próteses comuns” ou “São materiais específicos para esses atletas conseguirem correr”.

Anote todas as respostas no quadro e não se preocupe em corrigi-los nesse momento.

Recomenda-se a leitura dos seguintes textos, que inspiraram este plano de aula:

TRINDADE B. “Evolução nas próteses leva à melhora nas performances”, O Tempo, disponível em < https://www.otempo.com.br/hotsites/rio-2016/evolu%C3%A7%C3%A3o-nas-pr%C3%B3teses-leva-%C3%A0-melhora-nas-performances-1.1290035> acesso 06/08/2018.

Reportagem sobre o atleta paraense paralímpico Alan Fonteles: “As conquistas de Alan Fonteles”, Época, disponível em <https://epoca.globo.com/Especial-Publicitario/Braskem/noticia/2016/08/conquistas-de-alan-fonteles.html> acesso 06/08/2018.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: Leia a questão disparadora e diga aos alunos: “Hoje vocês serão engenheiros projetista de uma grande equipe de atletas paralímpicos e deverão realizar a escolha dos materiais adequados para uma prótese”. Anote as respostas no quadro, para que, ao final da aula, a turma possa checar se a resposta continua a mesma ou se, após os testes, os estudantes chegaram a uma nova conclusão.

Caso o plano CIE7_06ME09 não tenha sido trabalhado e os conceitos sobre compósitos também não tenham sido tratados em aula anterior, utilize o roteiro de atividades disponível no material complementar.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 30 minutos.

Orientações: Antes de mostrar o slide, entregue para cada grupo duas ou três folhas sulfites. Pergunte à classe as diferenças que foram encontradas durante a pesquisa realizada em casa, além do formato de cada prótese.

Mostre então o slide e observe como cada grupo desenvolve a dinâmica, auxilie no que for necessário, mas não dê as soluções. Guie cada grupo para que encontre as suas próprias soluções.

Os seguintes textos e notícias podem ser impressos e entregues aos alunos para auxiliarem nas respostas da atividade de casa, como também estão referenciados no Roteiro de Pesquisa, caso não seja possível imprimi-los:

BREDA, G., “Precisão de designer: entendam como funcionam e como são fabricadas as próteses de corrida para atletas sem pernas”, iQ intel, disponível em <https://iq.intel.com.br/precisao-de-design-entenda-como-funcionam-e-como-sao-fabricadas-as-proteses-de-corrida-para-atletas-sem-pernas/>, acesso 06/08/2018.

GUIMARÃES,A. “Novo Corpo”, Revista Galileu, disponível em < http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,ERT110529-17773,00.html>, acesso 22/08/2018.

POGASH, C., “Prótese para amputados ajuda Pistorius e outros”, Estadão- Esportes , disponível em <https://esportes.estadao.com.br/noticias/geral,protese-para-amputados-ajuda-pistorius-e-outros,200152>, acesso 22/08/2018.

Materiais necessários para a aula: folhas sulfite ou almaço. Roteiro impresso para pesquisa (que deve ser entregue uma semana antes), disponível no material complementar. OBS: caso o plano CI7_06ME09 e o conceito de compósitos não tenham sido trabalhados, utilize este roteiro no lugar do sugerido anteriormente disponível no material complementar.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 10 minutos.

Orientações: Antes de mostrar o slide, retome a questão disparadora “ Qual a importância dos compósitos em próteses de velocistas?”. Peça para a classe pensar no que foi realizado na aula e responder a questão. Anote todas a respostas no quadro. As respostas dadas podem ser desde: “imitam parte do corpo humano”, “sem as próteses de compósitos os velocistas não conseguiriam correr” ou “ os compósitos proporcionam leveza, rigidez, melhor absorção de impacto e transferência de energia”.

O importante desta aula é eles perceberem que é possível planejar um novo material com as propriedades desejadas a partir de combinações. Esse é um dos trabalhos dos engenheiros de materiais: pesquisar e desenvolver novos materiais ou também combinar materiais já conhecidos, para se obter as propriedades desejadas (como feito na experiência proposta no plano CIE7_06ME09).

Mostre o slide e peça que apresentem seu projeto de prótese, respondendo à questão disparadora, peça para enfatizarem quais propriedades que escolheram de cada material para melhorar o desempenho da prótese.

Se achar interessante, proponha o desenvolvimento de um protótipo baseado no projeto desenvolvido em sala.

O desenvolvimento do protótipo da prótese pode ser efetuado em uma segunda aula, para um stand da feira de ciências. Casa a escola não promova uma feira de ciências, pode ser proposto que essa ocorra, ou uma exposição dos projetos e protótipos. O desenvolvimento dos protótipos deve ser realizado em uma segunda aula, podendo ter auxílio de um professor de artes.

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